Transistors en graphène fabriqués à partir d'ADN

Dans le monde de l'électronique, des puces informatiques plus petites, moins chères et plus rapides sont synonymes d'amélioration. Le silicium a été popularisé depuis longtemps en tant que matériau utilisé dans la fabrication des puces. Alors que les scientifiques ne cessent d'améliorer la construction de puces plus petites et plus rapides, il arrive un moment où la chaleur et d'autres facteurs perturbateurs interrompent certaines fonctions des puces en silicium.

La principale unité de fonctionnement d'une puce est le transistor. Les transistors fonctionnent comme de minuscules portes pour les signaux électriques capables d'être amplifiés. À l'heure actuelle, une technologie prometteuse pourrait permettre de construire des transistors plus petits et plus rapides, tout en consommant moins d'énergie. Zhenan Bao, professeur de génie chimique à Stanford, et ses coauteurs, les anciens post-doctorants Fung Ling Yap et Anatoliy Sokolov, ont révélé la procédure consistant à utiliser l'ADN comme modèle pour assembler la nouvelle génération de puces électroniques basées sur ce matériau miracle connu, le graphène, à la place du silicium.

Bao et ses collègues pensent que les propriétés physiques et électriques du graphène pourraient permettre de créer une puce très rapide ne nécessitant que très peu d'énergie. En raison de la finesse du graphène - un atome d'épaisseur - et de sa largeur de 20 à 50 atomes, ils ont eu l'idée d'utiliser l'ADN, qui contient chimiquement des atomes de carbone, pour fournir un modèle pour la synthèse du graphène. Les caractéristiques physiques et le système d'organisation de l'ADN permettent aux scientifiques d'assembler efficacement le modèle de graphène.

L'équipe de Stanford a lancé le processus en plongeant un plateau de silicium dans une solution riche en ADN, puis en étirant les brins d'ADN en les peignant de manière homogène. Ensuite, l'ADN sur le plateau a été traité avec une solution de sel de cuivre où des ions de cuivre ont été ingérés dans l'ADN. L'ADN dopé au cuivre a ensuite été chauffé et baigné dans du méthane hydrocarboné. La chaleur déclenchée par cette procédure libère des atomes de carbone qui se transforment en nid d'abeilles de graphène en carbone pur.

Selon M. Bao, le processus n'est pas encore parfait, car tous les atomes de carbone n'ont pas formé des structures en nid d'abeilles - certains se sont regroupés en motifs irréguliers. Néanmoins, cette technique peu coûteuse présente un grand potentiel et pourrait éventuellement remplacer le silicium.